EP0259800A2 - Zweipoliger Leitungsschutzschalter - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a two-pole circuit breaker in a shell design, with a multi-part housing with a magnetic release, with two switch poles, the switching planes of which are arranged next to one another and each of which is assigned a contact carrier, which are actuated together by a bridge element from the anchor of the magnetic release.
- Two-pole circuit breakers serve different purposes, such as. B. to secure single-phase cables with simultaneous separation of the neutral. Another possible application is to increase the breaking capacity by coupling the two contact break points, ie by double break. Space-saving two-pole circuit breakers are also often used for reasons of space, although two electrically separated conductor networks are switched simultaneously by mechanical actuation.
- a two-pole circuit breaker in shell design has become known from DE-OS 2 234 423, which describes an installation self-switch with a short-circuit and / or an overcurrent release, with a switching mechanism and two contact interruptions
- the switching mechanism is arranged centrally in this switch and is held on the housing shells by corresponding lugs, while the contact interruption points are arranged laterally in arc chambers located on both sides of the switching mechanism.
- This design makes it possible to use the switching mechanism that is customary for single-pole self-switches in a switch design with a simple interruption and to transmit the trigger movement from the trigger via a truss-like bridge element to the movable contact pieces.
- the object of the invention is therefore to provide a two-pole circuit breaker of the generic type, which is simple in construction and economical to produce and in which, while avoiding the disadvantages discussed above, the two switch poles are actuated with only one magnetic release, with the best possible use of space within the switch housing being realized should be.
- the bridge element is provided with a traverse which extends vertically through both switching planes and which acts directly on both contact carriers and is in mechanical engagement with both switching mechanisms and actuates the switching contacts directly when triggered.
- the magnetic release according to the invention is arranged off-center in one half of the housing, so that its striking armature is located in the switching plane of a switch pole and acts on the crossbar off-center.
- the switching level here and below means the continuation of the area spanned between the open contact pieces of one switch pole, which is parallel to that of the other switch pole.
- the bridge element executes a pivoting movement about an axis of rotation when it is acted upon by the impact anchor, said axis being arranged at a distance parallel to the cross member.
- the width of the guide surfaces is determined so that it corresponds at least to the length of the stroke of the impact anchor.
- the height of the guide surfaces ie the distance between the crossmember and the axis of rotation, is approximately twice the width of the guide surfaces, while the thickness of the guide part, ie the distance between the guide surfaces, corresponds approximately to half their width.
- the cross member is partially covered by the bridge element, the bridge element covering the distance between the switching devices, so that the cross member only emerges from the bridge element at the ends actuating the switching devices.
- the bridge element is preferably manufactured together with the guide surfaces and the integrally formed shaft journals as well as with the cross member as a one-piece molding made of insulating material.
- Plastic possibly also fiber-reinforced plastic, is considered as the insulating material, which is processed by injection molding. But it can also be provided that the bridge element made of other insulating materials, for. B. ceramic molding compounds, possibly with a supporting insert made of wire or the like.
- FIG. 2 shows the top view of the arrangement shown in FIG. 1.
- parts of the switching mechanism 14 can be seen, which covers the switch pole 12 underneath and is separated from the neighboring switching mechanism 15 by the partition wall 20 and a second partition wall 21.
- Each of the partitions 20, 21 delimits a housing half, each with a switch pole 12, 13.
- the plane between the partitions 20, 21 is a parting plane by which the bridge element 24 used is divided into two sections of equal length.
- the switching mechanism 15 covers the switch pole 13 lying underneath.
- the bridge element 24 is transverse to the switching planes which are parallel to the housing partition walls 20, 21 arranged with a traverse 26.
- the magnetic release 16 is arranged, the impact armature 22 of which rests on the cross member 26 of the bridge element 24 and, in the event of tripping, acts on the bridge element on one side.
- guide surfaces 28 are formed on the bridge element 24, which are inserted and guided in a precisely fitting recess 30, which is formed between the partition walls 20, 21.
- An elongated hole is inserted in the contact carrier 11 as a guide 25 for the guide pin 23.
- the magnetic trigger 16 with its impact anchor 22 is constructed in a known manner, i. H. provided with a bobbin, a coil and a magnetic core, and shown only schematically.
- the dimensions of the recess 30 are precisely matched to those of the guide part 27 of the bridge element 24, so that the bridge element 24 can be inserted into the recess 30 with minimal play and the guide surfaces 28 lie tightly against one another.
- the guide part 27 provided with guide surfaces 28 is formed asymmetrically, ie on one half, onto the bridge element 24. This means that the correct installation position is clearly defined.
- the guide pin 23 slides in the guide 25 of the contact carrier 11 during its pivoting movement, which is effected by the action of the cross member 26 of the bridge element 24, which in turn is acted upon by the impact anchor 22 which has come out of the magnetic release 16.
- the cross member 26 also carries out a pivoting movement together with the bridge element 24 and assumes an opposite, ie to the left, inclined position when it is acted upon by the impact anchor 22 triggered.
- the magnetic release 15 is located in the switching plane, which is separated from the switch oil 12 visible in side view by the partition 20.
- FIG. 4 shows a corresponding top view of the arrangement in FIG. 3, as was shown in FIG. 2 for the arrangement from FIG. 1.
- the same parts are provided with the same reference numbers.
- the bridge element 24 has assumed a different position as a result of the action by the impact armature 22 of the magnetic release 16. While the formation 27 with the guide surfaces 28 can be seen on the left side of the bridge element 24 in FIG. 2, the guide part 27 can now be seen on the right side of the bridge element 24. As already explained in relation to FIG. 3, this is due to the fact that the bridge element has swiveled to the left, thereby revealing the view of the guide part 27 which can now be seen on the right-hand side when viewed from above.
- FIG. 5 shows a perspective view of a bridge element 24, which is formed from a cylindrical body, on which trusses 26 with a trapezoidal cross section are formed on both end faces.
- short shaft journals 33 are formed on the guide surfaces 28, the central axis of which is aligned with the axis of rotation or pivoting of the bridge element 24.
- FIG. 6 shows the partial bottom view of the guide part 27 of the bridge element 24 inserted into the recess 30 provided for this purpose in the area of the partition walls 20, 21.
- the shaft journals 33 integrally formed on the guide surfaces 28 of the guide part 27 engage clearly in recesses 31 provided for this purpose.
- the recesses 31 are recessed both into the partition 20 and into the bulge 32 of the partition 21 and in this way ensure the sufficient mobility of the bridge element 24 while maintaining the position required for the function.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen zweipoligen Leitungsschutzschalter in Schalenbauweise, mit mehrteiligem Gehäuse mit einem Magnetauslöser, mit zwei Schalterpolen, deren Schaltebenen nebeneinander angeordnet sind und denen jeweils ein Kontaktträger zugeordnet ist, welche über ein Brückenelement vom Schlaganker des Magnetauslösers gemeinsam betätigt werden.
- Zweipolige Leitungsschutzschalter dienen verschiedenen Zwecken, so z. B. zur Absicherung von einphasigen Leitungszügen mit gleichzeitiger Trennung des Nulleiters. Eine ander Einsatzmöglichkeit besteht darin, das Abschaltvermögen durch Kopplung der beiden Kontaktunterbrechungsstellen, d. h. durch Doppelunterbrechung, zu erhöhen. Auch wird häufig aus Platzgründen auf raumsparende zweipolige Leitungsschutzschalter zurückgegriffen, wobei allerdings zwei elektrisch voneinander getrennte Leiternetze gleichzeitig durch gemeinsame mechanische Betätigung geschaltet werden.
- Ein zweipoliger Leitungsschutzschalter in Schalenbauweise ist aus der DE-OS 2 234 423 bekanntgeworden, die einen Installationsselbstschalter mit einem Kurzschluß- und/oder einem Uberstomauslöser, mit einem Schaltmechanismus und zwei Kontakt-Unterbrechungsstellen beschreibt
Der Schaltmechanismus ist bei diesem Schalter mittig angeordnet und wird durch entsprechende Ansätze an den Gehäuseschalen gehalten, während die Kontakt- Unterbrechungsstellen seitlich in beiderseits des Schaltmechanismus befindlichen Lichtbogenkammern angeordnet sind. Diese Ausbildung gestattet es, den für einpolige Selbstschalter in Schaltenbauweise mit Einfachunterbrechung üblichen Schaltmechanismus zu verwenden un die Auslösebwegung vom Auslöser über ein traversenähnliches Brükkenelement auf die beweglichen Kontaktstücke zu übertragen. - Bei dieser Lösung besteht das Problem, daß im Falle der Auslösung die Kontaktstücke über das Schaltwerk geöffnet und nicht unmittelbar aufgeschlagen werden. Eine diesen Nachteil vermeidende Abhilfe könnte darin bestehen, jedem Kontaktpaar einen eigenen Auslöser mit Schlagstift zuzuordnen. Abgesehen davon, daß die Verdoppelung der Auslöser zu einer Kostensteigerung führt, resultieren weitere Nachteile aus dem zusätzlichen Platzbedarf.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen zweipoligen Leitungsschutzschalter der oberbegrifflichen Art anzugeben, der einfach aufgebaut und wirtschaftlich herstellbar ist und bei dem unter Vermeidung der vorstehend erörterten Nachteile die Betätigung der beiden Schalterpole mit nur einem Magnetauslöser erfolgt, wobei eine bestmögliche Raumausnutzung innerhalb des Schaltergehäuses verwirklicht sein soll.
- Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Brückenelement mit einer beide Schaltebenen senkrecht durchgreifenden Traverse versehen ist, welche beide Kontaktträger unmittelbar beaufschlagt und mit beiden Schaltwerken in mechanischem Eingriff steht und bei Auslösung unmittelbar die Schaltkontakte betätigt. Ferner ist der Magnetauslöser gemäß der Erfindung außbermittig in einer Hälfte des Gehäuses angeordnet, so daß sein Schlaganker sich in der Schaltebene eines Schalterpols befindet und die Traverse außermittig beaufschlagt. Mit Schaltebene ist hier und im folgenden die Fortsetzung der zwischen den geöffneten Kontaktstücken eines Schalterpols aufgespannte Fläche gemeint, welche parallel zu der des anderen Schalterpols liegt. Im Auslösefall wird ein Ende der Traverse vom Schlaganker des Magnetauslösers beaufschlagt, wodurch die beweglichen Schaltkontakte unmittelbar aufgeschlagen werden und nacheilend die Betätigung des Schaltwerks, d. h. das Lösen der Verklinkung, erfolgt. Auf diese Weise wird die Kontaktstelle wesentlich früher geöffnet als es über die Auslösung des Schaltwerks - wie früher üblich - aufgrund der Massenträgheit möglich.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung führt das Brückenelement bei Beaufschlagung durch den Schlaganker eine Schwenkbewegung um eine Drehachse aus, die parallel zur Traverse im Abstand angeordnet ist. Hierdurch ist praktisch eine synchrone Beaufschlagung der Schaltkontakte und der Schaltwerke gewährleistet.
- In Verbesserung der Erfindung ist an das Brückenelement ein Führungsteil mit zwei parallelen Führungsflächen angeformt, welches paßgenau in eine spaltförmige Ausnehmung im Gehäuse greift und dadurch ein Verkanten des Brückenelements verhindert. Die Führungsflächen werden hierbei von der Drehachse orthogonal durchsetzt. Zweckmäßigerweise sind die Führungsflächen des Brückenteils jeweils mit senkrecht angeformten Wellenzapfen versehen, deren Mittelachsen mit der Drehachse fluchten. Die Länge der beiden Wellenzapfen kann dabei unterschiedlich sein, ist aber im allgemeinen gleich. Vorteilhafterweise ist die Drehachse des Brückenteils unterhalb der Traverse angeordnet, d.h. auch unterhalb der Betätigungsebene des Schlagankers des Magnetauslösers. Die Breite der Führungsflächen ist so festgelegt, daß sie wenigstens der Länge des Stellweges des Schlagankers entspricht. Die Höhe der Führungsflächen, d. h. der Abstand zwischen Traverse und Drehachse, beträgt etwa zweimal die Breite der Führungsflächen, während die Dicke des Führungsteils, d.h. der Abstand der Führungsflächen, etwa deren halber Breite entspricht.
- In einer anderen Augestaltung der Erfindung wird die Traverse bereichsweise vom Brückenelement umfaßt, wobei das Brückenelement den Abstand zwischen den Schaltwerken überdeckt, so daß die Traverse nur an den die Schaltwerke betätigenden Enden aus dem Brückenelement heraustritt.
- Vorzugsweise wird das Brückenelement gemeinsam mit den Führungsflächen und den angeformten Wellenzapfen sowie mit der Traverse als einstückiges Formstück aus Isolierstoff gefertigt. Als Isolierstoff kommt Kunststoff, ggf. auch faserverstärkter Kunststoff, in Betracht, welcher im Spritzgußverfahren verarbeitet wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, das Brückenelement aus anderen Isolierstoffen, z. B. keramischen Formmassen, ggf. mit einer stützenden Einlage aus Draht o. ä., herzustellen.
- Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Brückenelement mittels Massivumformung, z. B. im Warmpreßverfahren, aus entsprechendem Einsatzmaterial herzustellen. Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
- Es zeigen:
- Figur 1 eine ausschnittweise Seitenansicht eines zweipoligen Leitungsschutzschalters mit geschlossenem Kontakt
- Figur 2 eine Draufsicht der Anordnung gemäß Figur 1
- Figur 3 eine ausschnittweise Seitenansicht eines Leitungsschutzschalters mit geöffnetem Kontakt
- Figur 4 eine Draufsicht der Anordnung gemäß Figur 3
- Figur 5 eine perspektivische Darstellung eines Brükkenelements
- Figur 6 eine Schnittdarstellung des im das Gehäuse eingesetztem Brückenteils.
- Die Darstellung in den Figuren ist zur besseren Verständlichkeit nicht maßstäblich.
- In Figur 1 ist die Seitenansicht eines Schalterpols 12 mit Kontaktträger 11 und Magnetauslöser 16 eines zweipoligen Leitungsschutzschalters 10 wiedergegeben, wobei der geschlossene Schalterpol 12 Kontaktstücke 18, 19 hat.
Mit Bezugsziffer 20 ist eine Begrenzungswand der Gehäusehälfte bezeichnet, welche den Schalterpol 12 aufnimmt. Die elektrischen Anschlüsse für das feste Kontaktstück 19 sowie für das an dem zu einem nicht näher gezeigten Schaltwerk 14 gehörende Kontaktträger 11 anschließende bewegliche Kontaktstück 18 sind nicht gezeigt. - Oberhalb des Schalterpols ist ein Brückenteil 24 zu erkennen, welches zwischen dem Kontaktträger 11 und dem Magnetauslöser 16 angeordnet ist.
Der Magnetauslöser 16 besitzt einen Schlaganker 22, der am Brückenteil 24 anliegt. Eine mit Bezugsziffer 26 bezeichnete Fläche stellt die Seitenansicht einer Traverse 26 dar. - In Figur 2 ist die Draufsicht auf die in Figur 1 gezeigte Anordnung wiedergegeben. Hierbei sind Teile des Schaltwerks 14 zu erkennen, welches den darunterliegenden Schalterpol 12 verdeckt und durch die Trennwand 20 und eine zweite Trennwand 21 von dem benachbarten Schaltwerk 15 getrennt ist. Jede der Trennwände 20, 21 begrenzt eine Gehäusehälfte mit je einem Schalterpol 12, 13. Die Ebene zwischen den Trennwänden 20, 21 ist hierbei eine Teilungsebene, durch die das eingesetzte Brükkenelement 24 in zwei gleich lange Abschnitt unterteilt wird. Das Schaltwerk 15 verdeckt in gleicher Weise wie das Schaltwerk 14 den darunteliegenden Schalterpol 13. Quer zu den Schaltebenen, welche parallel zu den Gehäusetrennwänden 20, 21 liegen, ist das Brückenelement 24 mit einer Traverse 26 angeordnet. In der Schaltebene des Schalterpols 13 ist der magnetauslöser 16 angeordnet, dessen Schlaganker 22 an der Traverse 26 des Brückenelements 24 anliegt und im Auslösefall das Brückenelement einseitig beaufschlagt.
Um diese einseitige Beaufschlagung durch den Schlaganker auszugleichen und ein Verkanten zu verhindern, sind am Brückenelement 24 Führungsflächen 28 angeformt, welche in einer paßgenauen Ausnehmung 30, die zwischen den Trennwänden 20, 21 eingeformt ist, eingesetzt und geführt sind. - Von den Schaltwerken 14, 15, welche für beide Schalterpole 12, 13 identisch aufgebaut sind, sind in dieser Darstellung lediglich die Kontaktträger 11 sowie Führungsbolzen 23 gezeigt. Im Kontaktträger 11 ist ein Langloch als Führung 25 für den Führungsbolzen 23 eingelassen.
- Der Magnetauslöser 16 mit seinem Schlaganker 22 ist in bekannter Weise aufgebaut, d. h. mit einem Spulenkörper, einer Spule und einem Magnetkern versehen, und nur schematisch dargestellt.
- Wie bereits angesprochen ist zwischen den Trennwänden 20, 21 eine Ausnehmung 30 vorgesehen zur Aufnahme des mit Führungsflächen 28 versehenen Führungsteils 27 des Brückenelements 24. Da aus Stabilitätsgründen das Führungsteil 27 des Brückenelements 24 eine gewisse Dicke aufweist, die größer ist als die Wanddicke der Trennwände 20, 21, ist die Trennwand 21 mit einer Auswölbung 32 versehen, welche die Ausnehmung 30 von drei Seiten begrenzt. Die vierte Seite wird von der Trennwand 20 begrenzt.
- Wie ebenfalls bereits ausgeführt ise die Ausnehmung 30 in ihren Abmaßen paßgenau auf die des Führungsteils 27 des Brückenelements 24 abgestimmt, so daß das Brückenelement 24 mit minimalem Spiel in die Ausnehmung 30 eingesetzt werden kann und die Führungsflächen 28 dicht anliegen.
Wie in der Figur 2 deutlich zu erkennen ist, ist das mit Führungsflächen 28 versehene Führungsteil 27 asymmetrisch, d. h. an einer Hälfte, an das Brückenelement 24 angeformt. Dadurch ist die richtige Einbauposition eindeutig festgelegt. - In Figur 3 ist die gleiche Anordnung wie in Figur 1 dargestellt, jedoch mit geöffnetem Kontakt. Demgemäß sind auch die entsprechenden Teile mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
Deutlich erkennbar ist die geneigte Position des Kontaktträgers 11 des Schaltwerks 14, in der das bewegliche Kontakstück 18 von dem festen Kontakstück 19 abgehoben ist. Die Führung 25 im Kontaktträger 11 ist so bemessen, daß in Ausschaltposition der Führungsbolzen 23 an der zur Kontaktstelle weisenden Seite der Führung 25 anliegt. Beim Einschalten schwenkt der Kontaktträger 11 in Richtung des festen Kontaktstücks, bis er auf dieses aufschlägt. Hierbei befindet sich der Führungsbolzen erst etwa bei halber Länge der Führung 25. Der verbleibende Einschaltweg in der Führung 25 wird genutzt, um den zur Aufbringung der erforderlichen Kontaktkraft vorgesehene Uberhub im Schaltwerk 14 zu erhalten. - Der Führungsbolzen 23 gleitet in der Führung 25 des Kontaktträgers 11 bei dessen Schwenkbewegung, welche durch Beaufschlagung durch die Traverse 26 des Brückenelements 24 erfolgt, die wiederum durch den aus dem Magnetauslöser 16 herausgetretenen Schlaganker 22 beafschlagt ist.
- Wie im Vergleich zu Figur 1 ebenfalls klar auszumachen ist, vollzieht die Traverse 26 gemeinsam mit dem Brükkenelement 24 ebenfalls eine Schwenkbewegung und nimmt bei Beaufschlagung durch den ausgelösten Schlaganker 22 eine entgegengesetzt, d. h. nach links, geneigte Position ein.
Wie bereits in Figur 1 und in Figur 2 gezeigt, befindet sich der Magnetauslöser 15 in der Schaltebene, welche von dem in Seitenansicht sichtbaren Schalterol 12 durch die Trennwand 20 getrennt ist. - In Figur 4 ist eine entsprechende Draufsicht auf die Anordnung in Figur 3 wiedergegeben, wie sie in Figure 2 für die Anordnung aus Figur 1 gezeigt wurde. Auch hier sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Im Vergleich zu Figur 2 zeigt sich bierbei recht deutlich, daß das Brückenelement 24 infolge der Beaufschlagung durch den Schlaganker 22 des Magnetauslösers 16 eine andere Position eingenommen hat. Während in Figur 2 die Anformung 27 mit den Führungsflächen 28 auf der linken Seite des Brückenelements 24 zu erkennen ist, ist das Führungsteil 27 nunmehr auf der rechten Seite des Brükkenelements 24 zu sehen. Dies hat seine Ursache wie bereits zu Figur 3 ausgeführt darin, daß das Brückenelement eine Schwenkbewegung nach links vollzogen hat und dadurch bei der Draufsicht den Blick freigibt auf das nun auf der rechten Seite erkennbare Führungsteil 27.
- Von den Schaltwerken 14, 15 sind wie auch in Figur 2 nur die Kontaktträger 11 sowie die Führungsbolzen 23 dargestellt, wobei die Kontaktträger 11 in dieser Position nur im Ausschnitt gezeigt sind.
- In Figur 5 ist perspektivischer Darstellung ein Brükkenelement 24 dargestellt, welches aus einem zylindrischen Körper gebildet ist, an welchen an beiden Stirnflächen Traversen 26 mit trapezförmigem Querschnitt angeformt sind. Quer zur Zylinderachse ist am Mantel des Brückenelements 24 ein Führungsteil 27 angeformt, welches planparallele Führungsflächen 28 aufweist. Dieses Führungsteil 27, das sich zu seinem freien Ende hin verjüngt und von einem Radius begrenzt ist, wird in einem erfindungsgemäß ausgestalteten zweipoligen Leitungsschutzschalter in die hierfür vorgesehen, bei den vorstehenden Figuren bereits erläuterte Ausnehmung 30 eingeführt und dient zur exakten Ausrichtung des Brückenelements in Bezug auf die Schaltebenen der beiden Schalterpole 12, 13. Um Lageveränderungen des Brückenelements 24 im eingebauten Zustand weitgehend auszuschließen, sind and den Führungsflächen 28 kurze Wellenzapfen 33 angeformt, deren Mittelachse mit der Dreh- bzw. Schwenkachse des Brückenelements 24 fluchtet.
- In Figur 6 ist die auschnittweise Unteransicht des in die hierfür vorgesehene Ausnehmung 30 im Bereich der Trennwände 20, 21 eingesetzten Führungsteils 27 des Brückenelements 24 wiedergegeben. Deutlich erkennbar greifen die an die Führungsflächen 28 des Führungsteils 27 angeformten Wellenzapfen 33 in hierfür speziell vorgesehene Ausnehmungen 31. Die Ausnehmungen 31 sind sowohl in die Trennwand 20 als auch in die Auswölbung 32 der Trennwand 21 eingelassen und gewährleisten auf diese Weise die ausreichende Beweglichkeit des Brückenelements 24 unter Beibehaltung der für die Funktion erforderlichen Lage.
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